초음파세척장치를 이용한 저온열탕 산처리 동종이식골의 이소성 골형성유도능 비교평가 = Evaluation of Ectopic Bone Fomation by Heat-treated Allografts in 0.6N Hcl Using a Controlled-heat Ultasonic Cleaner

국문 초록 (Abstract)

동종이식골에 의한 골성회복에 보다 효과적으로 이루기 위한 새로운 처리법 개발의 일환으로 동종이식골을 초음파세척장치를 이용하여 저온살균효과 및 단시간내 탈회효과를 꾀하여 백서의 이소성 부위에 이식하여 새로운 골형성 유도능을 비교함으로써 새로운 동종골 탈회 처리법의 효율성 평가와 더불어 적정처치 기준을 설정하고자 본 실험을 시행하였다.
Sprague-Dawley계 백서에서 채취한 경골 및 대퇴골의 골간부를 0.5cm 크기로 절단하여 부착된 연조직을 제거한 다음 초음파세척장치를 이용하여 50℃,60℃,70℃,80℃로 조절된 0.6N Hcl용액에서 10분 ,20분.30분간 각각 산처리한 탈회 동종이식골(처리과정에서 골기질의 용해가 현저했던 70℃ 및 80℃에서 산처리된 탈회 동종 이식편은 제외)과 증류수에서 동일조건, 동일방법으로 저온열탕한 비탈회 동종이식골을 준비한 후 , 각 이식골편을 각 군당 3마리씩 할당하여 총 162마리의 동일계 백서 배부에 4개씩 형성된 피하낭에 이식하였다. 각각 처리된 동종이식골편을 술후 1,2, 및 3주째 채취하여 통법에 따라 광학 및 전자현미경적 관찰을 위한 표본을 제작하여 검경한 바 다음과 같은 결과를 얻었다.
1.탈회 동종이식골 및 비탈회 동종이식골 모두 실험 전기간에 걸쳐 특기할 염증 및 거부 반응의 소견을 보이지 않았다.
2.탈회 동종이식골은 정도의 차이를 보이며 각 군 모두 연골형성이 선행된 후 골성치환을 이루는 연골내 골화과정을 통한 이소성 골형성 유도능을 나타내었으나 , 비탈회 동종이식골은 이소성 골형성 유도를 이루지 않았다.
3.이소성 골형성 유도능은 60℃에서 20분 및 30분간 열탕 산처리된 탈회 동종골 이식군에서 현저하였고, 50℃에서 30분간 그리고 60℃에서 10분간 열탕 산처리된 탈회 동종골 이식군에서 비교적 양호한 골형성 유도능을 보였으며, 50℃에서 10분 및 20분간 열탕 산처리한 탈회 동종골 이식군에서는 골형성 유도능이 상대적으로 미약하였다
4.인위적으로 백서경골에 형성한 0.5cm X 0.3cm 크기의 골결손부에 60℃에서 20분간 열탕 산처리한 탈회 동종이식골을 이식한 실험에서 골유도 및 골전도에 의한 빠른 골성회복이 관찰되었다.
이상의 소견상 수술실에서 동결보관된 동종이식골을 초음파세척장치를 이용하여 적정 조건하의 0.6N Hcl용액에서 신속하게 저온열탕 산처리하여 골결손부에 이식할 경우 멸균효과와 더불어 항원성의 최소화 및 골형성능의 극 대화에 의한 보다 효과적인 골성회복을 꾀할 수 있다는 가능성이 시사되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Bone regeneration with demineralized bone preparations has demonstrated its potential in grafting procedures in surgical disciplines of both medicine and dentistry. To improve the osteogenic activity of a demineralized bone allograft, a new rapid preparation method of demineralized bone allograft was evaluated using a hetertopic site in a rodent model.
The forzen preserved rat diaphyseal cortical bones measuring 0.5cm in length were demineralized in heated 0.6N Hcl at 50℃,60℃,70℃ and 80℃ for 10,20, and 30 minutes respectively using a controlled-heat ultrasonic cleaner. The demineralized bone allografts at each temperature, except for 70℃ and 80℃ due to lysis of demineralized collagen bone matrix, were implanted after washing with normal saline solution in dorsal subcutaneous pouches of rats without any futher processing. The undemineralized bone allografts treated in distilled water in a similar demineralizing process served as controls.
The 162 Sprague-Dawley rats, divided into 18 demineralized allograft implant groups(n=3) and 36 undemineralized allograft implant groups(n=3), received subcutaneous implants of each preparation. The implants were harvested at 1, 2, and 3 weeks and prepared for routine LM and TEM examination.
The histologic analysis revealed active ectopic bone formation in the demineralized allograft at 60℃ for 20 and 30 mins. The demineralized allografts at 50℃ for 30 mins and 60℃ for 10 mins also induced favorable bone formation. However, the demineralized allografts at 50℃ for 10 and 20 mins showed relatively poor osteoinductive activity. The ectopic bone formation induced by the demineralized allografts occured, confined within a fibrous capsule, through endochondral bone formation procedure while the undemineralized allografts of each group induced no ectopic bone formation. All implants of each group revealed no remarkable inflammatory or immunololgic reaction through all experimental periods.
These findings suggest that the simply and rapidly prepared heat-treated allografts in 60℃ 0.6N Hcl using a controlled- heat ultrasonic cleaner may enhance the healing capacity of large bone defects by maximizing of the osteogenic potential with a minimizing of antigenicity as well as exhibiting a sterilizing effect.